Индивидуальный образовательный маршрут. Белки

Зябкина О.А., учитель химии МБОУ Митрофановской СОШ Индивидуальный образовательный маршрут. Белки Белки   –   это   природные   органические соединения,   которые   обеспечивают   все   жизненные процессы   любого   организма.  Из   белков   построены хрусталик   глаза,   мышцы,   ногти,   волосы,   паутина, панцирь   черепахи.   С   помощью   белков   мы перевариваем   пищу   и   боремся   с   болезнями. Белковых   молекул   в   живой   клетке   во   много   раз больше,   чем   всех   других   органических   веществ. Своим   бесконечным   разнообразием   все   живое обязано именно уникальным молекулам белка. С   пищей   мы   употребляем   животные   и растительные   белки.   Основные   источники   белков животного   происхождения –   мясо,   мясные продукты,   рыба,   яйца. Растительные   белки   мы получаем   с   хлебом,   макаронами,   различными кашами.   Много   белков   содержится   в   растениях семейства бобовых. Рассмотрим некоторые свойства белков. Демонстрационный   опыт  «Приготовление коллоидного раствора яичного белка».  Белок одного куриного яйца после отделения от желтка   хорошо   встряхивают   в   закрытой   колбе   с десятикратным   объемом   дистиллированной   воды. Полученную смесь пропускают через двойной слой смоченной   водой   марли,   помещенной   в   воронку. Фильтрат   представляет   собой   водный   раствор яичного   альбумина.   В   осадке   остается   яичный глобулин. Яичный   альбумин   относят   к  фибриллярным белкам.  Фибриллярные  белки  представляют собой Знаете ли вы, что… куриное яйцо по  сравнению с другими  животными  продуктами содержит  белки, которые  полностью усва­иваются нашим организмом. Знаете ли вы, что… белки образованы всего  20 видами аминокислот. Однако это не  ограничивает  разнообразия белковых  структур. Так, для  цепочки из 5  аминокислотных  остатков количество  возможных комбинаций  составляет более 3миллионов, а цепочка из  100 аминокислотных  остатков может быть  представлена  в 20100 вариантах. нитевидные молекулы, скрепленные друг с другом поперечными   связями   и   образующие   длинные волокна или слоистые структуры. Яичный   глобулин   относят   к  глобулярным белкам. В глобулярных белках одна или несколько нитей   свернуты   в   компактную   структуру сферической формы – глобулу. Разберемся, из чего построены белковые нити. Лабораторный   опыт  1   «Ферментативный гидролиз белка».  Приготовьте   раствор   фермента.   Для   этого возьмите   лекарственные   препараты,   содержащие специальные   ферменты,   расщепляющие   белок: «Фестал»,   «Панзинорм»   или   «Панкреатин». Таблетку   освободите   от   гладкой   оболочки   и растворите в 1–2 мл воды. В две пробирки налейте по 2 мл приготовленного раствора куриного белка, в одну из них прилейте 1 мл раствора фермента, а в другую   –   1   мл   дистиллированной   воды.   Обе пробирки   поставьте   на   20   минут   в   теплую   воду (температура   37–38   °С).  Через   указанное   время   в обе   пробирки   добавьте   по   2   мл   насыщенного раствора   сульфата   аммония.   При   наличии   в пробирке   белка   будет   наблюдаться   обильное выпадение   осадка   из­за   высаливания   белка. Сравните содержимое обеих пробирок.   При     этом     образуются     Под     действием     белок ­α гидролизуется.   аминокислоты  (рис.   1),   которые   не   подвергаются высаливанию.   ферментов   Образующиеся     в     процессе     пищеварения   ­α аминокислоты   используются   для   синтеза белков, свойственных данному организму, или подвергаются дальнейшему распаду – для получения энергии. При полном расщеплении 1 г белка выделяется 4,1 ккал Рис. 1. Общая структурнаяформула  α ­аминокислот энергии (17,6 кДж). Организм   животных,   в   том   числе   и   человека, ­α синтезирует лишь часть из необходимых двадцати    Эти   аминокислоты   называют аминокислот. заменимыми.   Те   аминокислоты,   которые   не синтезируются   в   нашем   организме,   должны   Их   называют поступать   к   нам   с   пищей. незаменимыми. Знаете ли вы, что… для распознавания  свежего и испорченного  яиц не обязательно их  разбивать: если  опустить в воду свежее  яйцо, оно сразу же  тонет, а испорченное  яйцо будет плавать,  поскольку в нем  накопился газообразный сероводород. благодаря Образование   молекул   белка   становится возможным   взаимодействию α ­аминокислоты   с карбоксильной   группы   одной   α аминогруппой   ­аминокислоты. Образующаяся связь называется пептидной (рис. 2): другой     Рис. 2. Образование дипептида α Любой белок представляет собой  полипептид, его   молекула   образована   цепочкой   из   множества остатков   ­аминокислот.   При   гидролизе   белка пептидные   связи   разрываются,   и   образуются свободные   ­аминокислоты.   Помимо   гидролиза, может   происходить   более   глубокое   расщепление белка. α Л а б о р а т о р н ы й   о п ы т белка под действием щелочи».   2   «Расщепление К 1–2 мл исследуемого раствора белка добавьте двойной   объем   концентрированного   раствора гидроксида натрия и кипятите смесь в течение 2–3 минут.   Осторожно   принюхайтесь   к   продуктамразложения белка. Запах какого газа вы ощущаете? Поднесите к отверстию пробирки влажную полоску универсального   индикатора.   Какой   цвет   приобрел индикатор? О чем это свидетельствует? 1. Ответьте на вопросы. 1.1. Белки   наряду   с   полисахаридами   являются   высокомолекулярными веществами,   образующимися   в   результате   реакции   поликонденсации. Мономером   крахмала   и   целлюлозы   является   глюкоза.   Можно   ли   назвать конкретное вещество, являющееся мономером белка? Обоснуйте свой ответ. 1.2. Как вы понимаете выражение «Белки – это биополимеры»? 1.3. Какие вещества образуются при гидролизе белков? 2. Выполните упражнения. 2.1. Белок   куриного   яйца   содержит   в   оптимальных   соотношениях   все незаменимые   аминокислоты.   Одной   из   них   является  валин.   Систематическое название   этой   аминокислоты:  2­амино­3­метилбутановая   кислота.   Составьте структурную формулу валина. 2.2. Заменитель сахара Nutrasweet   –   продукт   взаимодействия   двух  ­α аминокислот –аспарагиновой: HOOC–CH2–CH–COOH и фенилаланина: С6Н5–СН2–СН–СООН                                              NH2 Калорийность 1 г этого вещества такая же, как у 1 г сахара, но при этом оно              NH2 в 200 раз слаще сахарозы. Составьте структурную формулу этого дипептида. 2.3. Если на уксусную кислоту подействовать хлором, то произойдет реакция замещения атома водорода в углеводородном радикале на атом хлора. Если на получившуюся хлоруксусную кислоту подействовать аммиаком, то атом хлора заместится на аминогруппу. При этом образуется одна из важных аминокислот – глицин  (аминоуксусная   кислота).   Напишите   уравнения   реакций   получения глицина из уксусной кислоты. 2.4. Аминокислота   как   бифункциональное   соединение   в   химических реакциях ведет себя и как амин, и как карбоновая кислота. Напишите уравнения реакций   аминоуксусной   кислоты:   а) с соляной   кислотой; б) с гидроксидом натрия.3. Решите задачи. 3.1. Массовая   доля   кислорода   в   одноосновной   аминокислоте   составляет 42,67 %.   При   растворении   данной   аминокислоты   в   воде   рН   =   7.   Выведите молекулярную формулу аминокислоты. 3.2. Раствор глицина массой 50 г был полностью нейтрализован 20 г 16%­ ного   раствора   гидроксида   натрия.   Рассчитайте   массовую   долю   глицина   в исходном растворе. 3.3. В  сыре  содержится до 25 % белка, в мясных продуктах – до 20 %, яйцах – 13 %, твороге – 14 %. Молоко содержит в среднем 3 % белков, а хлеб – 7 %. Рассчитайте массу каждого из этих продуктов, необходимую для обеспечения суточной потребности взрослого человека в белках, равной 80 г. 4. Проведите опыты. «Получение темперных красок на основе желтка куриного яйца». Отделите желток сырого куриного яйца от белка и поместите желток на блюдце.   Иглой   проткните   пленочную   оболочку   на   желтке   с   одной   стороны. Пинцетом захватите противоположный край желтка и слегка приподнимите его, чтобы желток вытек в блюдце (пленка вам не понадобится). К растекшемуся желтку   прилейте   одну   столовую   ложку   воды   и   тщательно   перемешайте. Используя ложку, распределите равное количество полученной жидкой смеси в ячейки   палитры.   В   каждую   ячейку   насыпьте   немного   порошка   пищевого красителя определенного цвета (количество порошка влияет на интенсивность цвета   краски).   Перемешайте   содержимое   каждой   ячейки   палитры   разными кисточками   до   полного   растворения   красителей.   Полученными   красками сделайте   рисунок   на   белом   картоне.   Благодаря   каким   свойствам   желтка   его можно использовать для получения красок? Занимательный   опыт   «Распознавание   сырого   и   вареного   куриного яйца». Положите на стол сырое и вареное яйца и раскрутите их. Сваренное вкрутую яйцо сразу начинает вертеться и долго сохраняет движение, сырое яйцо крутится хуже   и  быстро   останавливается.  При   желании   остановить   вращение   вареного яйца   удается   сделать   сразу,   а   вращение   сырого   яйца   сразу   прекратить   не удается. Найдите объяснения этим явлениям.